¿Cómo se hace un regulador de voltaje simple?

Aquí hay un desglose de cómo hacer un regulador de voltaje simple usando un diodo Zener:

Comprender los conceptos básicos

* diodo Zener: Un tipo especial de diodo que realiza la corriente en el sesgo inverso, proporcionando un voltaje estable en sus terminales.

* Regulación de voltaje: El proceso de mantener un voltaje de salida constante a pesar de los cambios en el voltaje de entrada o la corriente de carga.

* Regulador simple: Este circuito ofrece una regulación básica de voltaje, adecuada para aplicaciones a pequeña escala.

Diagrama de circuito:

`` `` ``

+-----+

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Vin ---- | Z | -----+---- Vout

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+-----+----- |

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Riñonal

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Gnd

`` `` ``

Componentes:

* diodo Zener (ZD): Elija un diodo con un voltaje Zener (VZ) igual al voltaje de salida deseado. Los voltajes zener comunes son 5.1V, 9.1V, 12V, etc.

* Resistencia (R): El valor de la resistencia determina la corriente que fluye a través del diodo y el voltaje de salida.

* Voltaje de entrada (vin): Esto debe ser más alto que el voltaje Zener (Vz) para garantizar la operación.

* Voltaje de salida (Vout): Esto será aproximadamente igual al voltaje Zener (Vz).

Cómo funciona:

1. sesgo inverso: El diodo Zener está conectado en el sesgo inverso.

2. Voltaje de desglose: Cuando el voltaje de entrada (VIN) excede el voltaje de Zener (Vz), el diodo ingresa a su región de desglose.

3. Voltaje constante: En el desglose, el diodo Zener mantiene un voltaje casi constante en sus terminales, independientemente de las fluctuaciones en VIN.

4. Limitancia de corriente: La resistencia (R) limita la corriente que fluye a través del diodo, evitando el daño.

5. Voltaje de salida: El voltaje de salida (VOUT) es esencialmente el mismo que el voltaje Zener (Vz).

Cálculo:

* Valor de resistencia (R): Para calcular el valor de la resistencia, debe saber que la corriente fluye a través del diodo Zener (IZ).

* iz =(vin - vz) / r

* Puede usar una hoja de datos para su diodo Zener para encontrar el rango de corriente recomendado (IZ).

Ejemplo:

Supongamos que desea regular un voltaje de entrada de 12 V a una salida de 5V:

1. diodo Zener: Elija un diodo Zener de 5.1V.

2. Corriente: De la hoja de datos, supongamos que la corriente de Zener recomendada es de 10 mA.

3. Resistencia: R =(12V - 5.1V) / 0.01A =690 ohmios. Use una resistencia de 680 ohmios, ya que es un valor estándar.

Notas importantes:

* Disipación de potencia: El diodo Zener disipará la potencia. Verifique la hoja de datos para obtener la calificación máxima de energía para asegurarse de que no se exceda.

* Corriente de carga: El circuito solo puede manejar una corriente de carga limitada. Si la corriente de carga es demasiado alta, el voltaje de salida disminuirá.

* precisión: Este simple circuito no es muy preciso, y el voltaje de salida variará ligeramente con los cambios en la corriente de carga.

Limitaciones:

* Carga limitada: Este circuito no puede manejar cargas pesadas (altas corrientes).

* caída de voltaje: Habrá una caída de voltaje a través de la resistencia, reduciendo la eficiencia general.

* Rango de entrada limitado: El voltaje de entrada debe ser suficientemente mayor que el voltaje Zener.

Métodos alternativos:

Para una regulación de voltaje más precisa y eficiente, considere:

* Reguladores lineales: Los IC como el LM7805 proporcionan voltajes de salida estables con gotas de voltaje más bajas.

* Reguladores de conmutación: Estos circuitos son altamente eficientes para regular el voltaje con menos pérdida de potencia.

Avíseme si desea profundizar en alguna de estas alternativas o desea un ejemplo más detallado de cómo calcular los valores de la resistencia!